As-tu déjà remarqué que tes cheveux partent dans tous les sens quand tu enfiles ton pull ? Ou ressens-tu une décharge quand tu fais un bisou à quelqu’un ? La responsable de ces phénomènes est l’électricité statique. Et tu vas utiliser ce concept décoiffant pour faire bouger une allumette sans la toucher. On relève le défi ?
Tu auras besoin :
- Une allumette
- Un bouchon de bouteille d'eau ou de soda
- Un ballon de baudruche
- Un pull de laine
- Un verre transparent, avec une ouverture supérieure à la longueur de l'allumette
A partir de 5 ans
Difficulté : facile
Faisons l'expérience
Sur une surface plane comme la table, dépose adroitement le bouchon sur son profil
Avec précaution, dépose une allumette perpendiculairement dessus. Cela demande beaucoup d’adresse.
Gonfle ton ballon et fais un nœud pour bloquer l’air.
Frotte ton ballon sur ton pull et approche-le de l’allumette. Que se passe-t-il ? Elle bouge ? Elle tombe ? Elle pivote ?
Retourne un verre transparent pour protéger ton empilement, et reproduis l’expérience. Est-ce qu’elle bouge encore ?
Comprendre l'expérience
Tu ne la touches pas, tu ne souffles pas dessus, tu ne fais pas bouger la table, et pourtant, ton allumette se met à pivoter dès que tu approches le ballon. Mais attention, tu constates qu’elle bouge uniquement quand tu frottes le ballon sur ton pull. Tu as des sceptiques autour de toi ? Pas de problème. Tu observes que ça marche aussi quand tu protèges ton assemblage avec un verre. C’est bien la preuve que c’est le ballon qui fait bouger l’allumette. Par contre, si l’allumette est déposée à plat sur une surface plus grande que le profil du bouchon, ton allumette ne bouge presque pas. Étonnant non ?
De l’électricité qui pète un câble ?
Le phénomène responsable du mouvement s’appelle l’électricité statique. En frottant ton ballon sur ton pull, tu crées des charges électriques sur ton ballon. Mais comme elles ne bougent pas (ton ballon étant un isolant), on dit qu’elles sont statiques. Contrairement au courant électrique qui circule dans les câbles. Mais si elles ne bougent pas, elles ont un effet sur leur environnement.
Des charges qui se repoussent, et d’autres qui s’attirent
Pour comprendre ce phénomène, il faut que tu saches que la matière est composée d’éléments appelés atomes. Les atomes sont composés de charges positives dans le noyau, et de charges négatives qui tournent autour. Retiens aussi un grand principe : les charges négatives se repoussent tandis que les charges positives et négatives s’attirent. Ton ballon porte des charges négatives statiques en surface. Ton allumette, très légère, ressent la présence de ces charges. Les charges positives de l’allumette sont attirées par les charges négatives du ballon. C’est pour cela que l’allumette bouge. Même au travers du verre.
Les forces électriques contre les forces de frottement, qui gagne ?
Si tu places ton allumette sur la table, elle bouge à peine quand tu approches ton ballon. Pourquoi ? Parce qu’il a plus de contact entre la table et l’allumette, et donc plus de frottement. Ton allumette est freinée dans son mouvement même quand tu approches ton ballon chargé d’électricité statique. Ce qui ne se produit pas avec le bouchon, car la surface de contact est plus petite.
Le savais-tu ?
L’éclair, un exemple d’électricité statique du tonnerre !
L’éclair est peut-être le meilleur exemple de type d’électricité statique. Il provient de l’échange de charges entre les particules de glace à l’intérieur des nuages. C’est certainement la version la plus grande et plus puissante de l’électricité statique que nous pouvons observer. Mais au-delà des phénomènes naturels, l’humain a appris à la maîtriser pour créer des outils très utiles. C’est le cas de l’imprimante. Les charges électriques attirent l’encre sur le papier.
Défi
Teste différents textiles pour voir ce qui se passe.
